CN116470659A - 车载无线充电器及无线充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车载无线充电器及无线充电方法。所述车载无线充电器包括：电源转换电路，其用于将直流输入电源转换为交流电源，并通过其发射线圈将所述交流电源的能量经磁场无线发送到待充电设备的接收线圈；第一无线充电控制器电路，其与所述电源转换电路相连，用于基于标准无线充电协议或第一私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；第二无线充电控制器电路，其与所述电源转换电路和第一无线充电控制器电路连接，其用于基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。这样，可以提高不同类型的待充电设备的充电速度，改善充电体验。

Description

车载无线充电器及无线充电方法

【技术领域】

本发明涉及车载充电技术领域，特别涉及一种同时支持两种私有无线充电协议的车载无线充电器。

【背景技术】

汽车车载无线充电器组件作为车内新型的便利性车载电子组件，能够通过其充电基座为支持无线充电的设备进行充电，相比传统的USB接口插线方式充电更为便利。充电时无需通过电线束连接的使用方式，不仅操作便利更显高级感，而且避免了触电危险，使用起来更加安全。因此车载无线充电器组件成为汽车标配的车内电子组件已经成为一种趋势。

目前市场上主流的装配有车载无线充电器组件的车型，使用的无线充电器方案仅支持Qi无线充电协议，其充电功率属于BPP(Baseline Power Profile)模式范畴，最大仅支持5W充电功率。

随着手机电池充电技术的不断发展，手机市场上已经出现了大量的手机型号，支持更高的无线充电功率。很多品牌手机制造商已发售了支持Qi无线充电协议EPP(ExtendedPower Profile)模式(最大支持15W充电功率)的手机型号，采用了7.5W或10W、最大15W的充电功率方案设计。

手机电池的容量不断提高，又进一步要求无线充电功率的提高来减少充电时间，提高充电体验。因此诸多中国知名品牌手机制造商已经研发并率先在旗舰高端手机型号中应用了能够支持大功率(5-15W)甚至超大功率(15-50W)的私有无线充电协议。

目前市场上主流的车载无线充电器组件仅支持5W的Qi无线充电协议BPP模式，由于无法支持具有私有无线充电协议的手机进行高功率充电，显然已经无法满足市场需求，缓慢的充电体验已经开始影响车辆的品牌形象，甚至影响车辆的销售。

因此，有必要提出一种改进的技术方案来解决上述问题。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种同时支持两种私有无线充电协议的车载无线充电器，其可以提高充电速度，改善充电体验。

为解决上述问题，根据本发明的一个方面，本发明提供一种车载无线充电器，其包括：电源转换电路，其用于将直流输入电源转换为交流电源，并通过其发射线圈将所述交流电源的能量经磁场无线发送到待充电设备的接收线圈；第一无线充电控制器电路，其与所述电源转换电路相连，用于基于标准无线充电协议或第一私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；第二无线充电控制器电路，其与所述电源转换电路和第一无线充电控制器电路连接，其用于基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种基于上述车载无线充电器的无线充电方法，其包括：所述车载无线充电器检测是否有待充电设备放置于所述充电基座表面，如果是，则继续检测待充电设备是否支持第一私有无线充电协议、第二私有无线充电协议和标准无线充电协议；当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第一私有无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于第一私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，所述第二无线充电控制器电路基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备不支持第一私有无线充电协议和第二私有无线充电协议且支持标准无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于标准无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

与现有技术相比，本发明使用了全新的硬件架构，对传统的车载无线充电组件设计方案进行了升级，在能够支持Qi无线充电协议的基础上，能够同时支持两种手机私有无线充电协议，增强了无线充电器的兼容性，提高了充电速度，改善了充电体验。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为在一个实施例中的MP-A13的架构框图；

图2为本发明在一个实施例中同时支持两种私有无线充电协议的车载无线充电器的电路示意图；

图3为本发明在一个实施例中如图2所示的车载无线充电器的运作流程图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的耦接、连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接相连，比如A与B相连，既包括A和B直接电性相连，还包括A通过电元器件或电路与B相连。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“正”、“背”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本发明主要研究了在可支持Qi无线充电协议EPP模式的基础上，同时支持两种私有无线充电协议(例如，支持小米手机及华为手机私有无线充电协议)的设计方案在车载无线充电器中的实现。其中，Qi是全球首个推动无线充电技术的标准化组织——无线充电联盟(Wireless Power Consortium，简称“联盟”)推出的“无线充电”标准。

本发明研究的设计方案中使用的无线充电发射架构为Qi无线充电协议所要求的标准MP-A13类型的电源发射架构，请参考图1所示，其为在一个实施例中的MP-A13的架构框图。在图1所示的实施例中，无线充电器的实现主要包含两个部分，即电源转换单元110、通信及控制器单元120。

其中，电源转换单元110主要包括模拟部分：1)逆变器112：将直流输入转换为驱动谐振电路的交流波形，该谐振电路由选定的主线圈和串联电容组成。2)线圈选通114：一般无线充电线圈会设计成由多个线圈(在图3设计的方案中使用了三个线圈的MP-A13架构)组成线圈线性阵列，可以有效扩大可充电面积。在充电时，系统的控制单元需要控制线圈选通电路来选择出一个与功率接收器(即待充电设备)位置最为匹配的线圈来作为工作线圈以使充电效率最高。3)主线圈116：充电时在线圈阵列中选择出的一个工作线圈。主线圈的选择方法是通过功率发射机(即无线充电器)尝试轮流使用线圈阵列中的所有线圈与功率接收器(即待充电设备)建立通信并根据收到的信号强度信息，选择出信号强度最大的线圈作为主线圈。4)电流传感器118：主要作用是监测主线圈电流来做限流保护和输出功率计算及调制解调。

通信及控制器单元120主要包括数字逻辑部分：该单元接收和解码来自功率接收器(待充电设备)的消息，配置线圈选通模块以连接适当的主线圈，执行相关的功率控制算法和协议，并驱动交流波形的频率来改变线圈和谐振电容组成的谐振电路的工作状态，从而控制所需的不同功率的传输。通信及控制器单元120也负责与系统中的其他子系统连接，例如通过系统接口向上位机上报无线充电的工作状态。

依据图1所展示的MP-A13无线充电发射器架构要求，本发明提供一种如图2所示的同时支持两种私有无线充电协议的车载无线充电器的电路示意图。

图2所示的车载无线充电器200包括电源转换电路210、第一无线充电控制器电路220和第二无线充电控制器电路230。其中，电源转换电路210用于将直流输入电源转换为交流电源，并通过其发射线圈将该交流电源的能量经磁场无线发送到待充电设备的接收线圈；第一无线充电控制器电路220与电源转换电路210相连，用于基于标准无线充电协议或第一私有无线充电协议控制电源转换电路210给待充电设备进行无线充电；第二无线充电控制器电路230与电源转换电路210和第一无线充电控制器电路220连接，其用于基于第二私有无线充电协议控制电源转换电路210给待充电设备进行无线充电。在图2所示的具体实施例中，标准无线充电协议为Qi无线充电协议；第一私有无线充电协议为小米手机的私有无线充电协议；第二私有无线充电协议为华为手机的私有无线充电协议。在其他实施例中，第一私有无线充电协议和第二私有无线充电协议也可以是其他私有无线充电协议。

在图2所示的实施例中，电源转换电路210包括逆变电路211和无线发射电路(或谐振电路)212。其中，逆变电路211与第一无线充电控制器电路220和第二无线充电控制器电路230连接，逆变电路211用于将其输入端接收到的直流电源VRAILA转换为交流电源，并通过其输出端输出该交流电源。在图2所示的具体实施例中，逆变电路211为全桥逆变电路，其使用了来自NuVolta伏达半导体的NU8040Q集成式全桥逆变芯片设计了全桥逆变电路。逆变器所需的4颗MOS管全部集成于NU8040Q芯片内部，减小了PCB布板所需面积。其内部MOS管的导通和关断接受第一无线充电控制器电路220或第二无线充电控制器电路230的PWM信号的控制，将其输入端接收到的直流电源VRAILA转换为交流电源输出给无线发射电路212，最终发射为交变磁场供待充电设备获取，从而实现无线充电。无线发射电路212与逆变电路211相连，无线发射电路212包括发射线圈组2122和发射电容组2124，发射线圈组2122包括线圈阵列2128和线圈选通电路2126，线圈选通电路2126从线圈阵列2128中选通一个或多个线圈与发射电容组2124联合工作，以进行无线充电。在图2所示的具体实施例中，发射电容组2124包括第一电容C1、第二电容C2，第一电容C1连接于逆变电路211的第一输出端HB1A和第二输出端HB1B之间，第二电容C2连接于逆变电路211的第二输出端HB1B和发射线圈组2122的第一连接端之间，逆变电路211的第一输出端HB1A与发射线圈组2122的第二连接端相连。MP-A13的无线充电发射架构支持发射线圈组2122为多线圈的线性阵列实现方案，可以有效的增大无线充电器的可充电面积。线圈选通电路2126可通过轮询方式来判断待充电设备使用线圈阵列2128中不同线圈充电时的信号强度，从而确定待充电设备的具体位置并选择出线圈阵列2128中最合适的线圈为主线圈来匹配待充电设备，从而提高充电效率，降低充电损耗。

电源转换电路210还包括直流降压模块213、直流升降压电路214、调制解调信号采集电路215、Q值检测电路216、电流检测电路217和电压检测电路218。

其中，直流降压模块213用于将车辆提供的直流输入电源进行直流-直流转换得到给第一无线充电控制器电路220和第二无线充电控制器电路230供电的直流电源。在图2所示的实施例中，直流降压模块213包括直流降压电路2132和线性稳压器电路2134，其中，直流降压电路2132用于将车辆提供的直流输入电源降压为第一直流电源，以给第二无线充电控制器电路230和线性稳压器电路2134供电；线性稳压器电路2134用于将接收到的第一直流电源降压为第二直流电源，以给第一无线充电控制器电路220供电。在图2所示的具体实施例中，直流降压电路2132为5V BUCK直流降压电路，其将汽车提供的9-16V输入电源降压为5V直流电源，供车载无线充电器200中需要5V电源工作的芯片，其中，第二无线充电控制器电路230和逆变电路211为需要5V电源工作的芯片；线性稳压器电路2134为3.3V LDO线性稳压器电路，其将5V BUCK直流降压电路2132输出的5V直流电源降压为3.3V直流电源，供车载无线充电器200中需要3.3V电源工作的芯片，其中，第一无线充电控制器电路220为需要3.3V电源工作的芯片。

直流升降压电路214用于将车辆提供的直流输入电源进行直流-直流转换得到提供给逆变电路211的直流电源(或直流充电电源)VRAIL。在图2所示的具体实施例中，直流升降压电路214为BUCKBOOST直流升降压电路，车载无线充电器200要求在9-16V的电源输入工况下，实现全功率段的无线充电，由于车载无线充电器200采用了定频调压的方式来实现不同的功率的无线充电，因此也要求BUCKBOOST直流升降压电路214将9-16V的直流输入电源(即图2中经过输入电源防反保护及滤波电路219后的VBATSW)转换为所需的不同电压的输出(即图2中的VRAIL)给逆变电路211作为输入。

调制解调信号采集电路215的两个输入端连接于第二电容C2的两端，其输出端连接至第一无线充电控制器电路220和第二无线充电控制器电路230。调制解调信号采集电路215采集无线发射电路212的谐振腔的电压变化，也是实现ASK调制解调功能的一个重要的数据采集来源。

Q值检测电路216的两个输入端分别与发射线圈组2122的第一连接端和第二连接端相连，其输出端连接至第一无线充电控制器电路220。Q值检测电路216可在Q值检测阶段，为Q值计算采集所需的无线发射电路212的谐振腔电压。

电流检测电路217用于检测直流升降压电路214给逆变电路211提供的电流的值，并将其提供给第一无线充电控制器电路220。在图2所示的具体实施例中，电流检测电路217为全桥输入电流检测电路，其可以实时采集全桥输入电流，主要有三个作用：一是用作输出限流保护，二是计算无线充电发射功率，三是用于ASK(幅值解调)调制解调，获取待充电设备反馈的通信数据。

电压检测电路218用于检测直流升降压电路214给逆变电路211提供的电压的值，并将其提供给第一无线充电控制器电路220。在图2所示的具体实施例中，电压检测电路218为全桥输入电压检测电路，其可以实时采集全桥输入电压即BUCKBOOST直流升降压电路214的输出电压，主要有两个作用：一是反馈控制BUCKBOOST直流升降压电路214的工作状态，获取无线充电时全桥逆变电路211所需要的直流电压，二是计算无线充电发射功率。

在图2所示的实施例中，车载无线充电器200还包括电源输入及通讯接口240、温度检测电路250和风扇260，电源转换电路210还包括输入电源防反保护及滤波电路219。

电源输入及通讯接口240的输入端与车辆提供的直流输入电源以及通讯模块相连，其输出端与第一无线充电控制器电路220相连。在图2所示的具体实施例中，电源输入及通讯接口240与汽车内部电缆的连接端口相连，对车载无线充电器200提供电源的输入(例如，CL.30为电源正极，CL.31为电源负极)，控制信号的输入(例如，Tell on为开启信号和PEPS为寻钥匙信号)，工作状态的输出(例如，STATUS为无线充电状态信号)。

温度检测电路250的输出端与第一无线充电控制器电路220相连，温度检测电路250用于检测车载无线充电器200的温度，并将检测到的温度值通过其输出端输出给第一无线充电控制器电路220。具体的，通过温度检测电路250可以实时检测无线充电器线圈(或发射线圈组2122)及内部元器件的工作温度，高温时可以停止无线充电，防止车载无线充电器200和待充电设备发生过热现象，造成损坏。

风扇260与第一无线充电控制器电路220相连，通过为车载无线充电器200内部设计并加入风扇模块260，可以为待充电设备提供风冷气流，降低待充电设备温度，保持较长时间的高功率无线充电状态，从而减少充电时间。

输入电源防反保护及滤波电路219的输入端与电源输入及通讯接口240相连，其输出端与直流升降压电路214和直流降压模块213的输入端相连。输入电源防反保护及滤波电路219的防反保护部分用以防止输入电源反向供电异常(例如汽车电池电量过低时，外接供电接反)导致的组件烧毁。滤波部分用以降低车载无线充电器200工作时对车内电源网络的噪声输出。

第一无线充电控制器电路220与直流升降压电路214相连，用于使能直流升降压电路214并与直流升降压电路214通讯，第一无线充电控制器电路220与线圈选通电路2126相连，用于控制线圈选通电路2126从线圈阵列2128中选通一个或多个线圈与发射电容组2124联合工作，第一无线充电控制器电路220能够与逆变电路211进行通讯，并能够给逆变电路211提供脉宽调制控制信号(即PWM信号)。

第二无线充电控制器电路230与第一无线充电控制器电路220相连，第一无线充电控制器电路220和第二无线充电控制器电路230可进行无线充电控制权交接。第二无线充电控制器电路230与直流升降压电路214相连，用于使能直流升降压电路214并与直流升降压电路214通讯，第二无线充电控制器电路230与线圈选通电路2126相连，用于控制线圈选通电路2126从线圈阵列2128中选通一个或多个线圈与发射电容组2124联合工作，第二无线充电控制器电路230能够与逆变电路211进行通讯，并能够给逆变电路211提供脉宽调制控制信号(即PWM信号)。

第一无线充电控制器电路220主要实现标准无线充电协议或第一私有无线充电协议的控制；第二无线充电控制器电路230主要实现第二私有无线充电协议的控制。在图2所示的具体实施例中，第一无线充电控制器电路220使用了来自NXP半导体的无线充电控制芯片MWCT2013，其主要实现Qi无线充电协议和小米手机私有无线充电协议的控制；第二无线充电控制器电路230来自CPS易冲半导体的无线充电控制芯片CPSQ8100，其主要实现华为手机私有无线充电协议的控制，两者的无线充电控制权交接是实现本发明的核心要素。在为不同的待充电设备进行无线充电时，使用不同的无线充电控制芯片来实现无线充电协议的解析和通讯，并采取不用的软件控制策略来实现无线充电过程的控制，从而为待充电设备匹配最合适的无线充电功率，最大化充电速度。

在一个实施例中，当车载无线充电器200检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第一私有无线充电协议(例如，小米无线充电私有协议)时，第一无线充电控制器电路220基于第一私有无线充电协议控制电源转换电路210给待充电设备进行无线充电；当车载无线充电器200检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议(例如，华为无线充电私有协议)时，第二无线充电控制器电路230基于第二私有无线充电协议控制电源转换电路210给待充电设备进行无线充电；当车载无线充电器200检测到其充电基座表面放置的待充电设备不支持第一私有无线充电协议和第二私有无线充电协议且支持标准无线充电协议(例如，Qi无线充电协议)时，第一无线充电控制器电路220基于标准无线充电协议控制电源转换电路210给待充电设备进行无线充电。

在一个具体的实施例中，车载无线充电器200需要先检测是否有待充电设备放置于充电基座表面，如果是，则继续检测待充电设备是否支持第一私有无线充电协议、第二私有无线充电协议和标准无线充电协议；在无线充电过程中，车载无线充电器200还需要检测待充电设备是否被移除或工作异常，如果是则由第一无线充电控制器电路220获得控制权并重新启动无线充电流程。

在一个具体的实施例中，在充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，第一无线充电控制器电路220将控制权交由第二无线充电控制器电路230，由第二无线充电控制器电路230基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

参见图1的无线充电电源发射架构，结合图2所示的车载无线充电器的主要模块电路，可知无线充电时首先需要无线充电控制器通过主线圈和谐振电容组成的谐振电路和待充电设备的接受线圈之间进行通讯，通讯内容即根据不同手机使用不同的无线充电协议。通讯内容还包括待充电设备根据放置位置和已充电电量以及温度等多因素所决定的实时需要的不同充电功率，即发射线圈要发射多大的能量，这是由无线充电控制器控制直流升降压电路输出不同的电压和全桥逆变电路工作于不同工作状态来实现的。

请参考图3所示，其为本发明在一个实施例中如图2所示的车载无线充电器的运作流程图。在图3所示的具体实施例中，第一无线充电控制器电路220为无线充电控制芯片MWCT2013，其主要实现标准无线充电协议为Qi无线充电协议，第一私有无线充电协议为小米手机私有无线充电协议的控制；第二无线充电控制器电路230为无线充电控制芯片CPSQ8100，其主要实现第二私有无线充电协议为华为手机私有无线充电协议的控制，待充电设备为手机。图3所示的车载无线充电器的运作流程包括如下步骤。

步骤310、MWCT2013获取控制权，启动无线充电流程。具体的，在待机状态下，无线充电控制芯片MWCT2013默认为工作状态，并拥有车载无线充电器200的控制权(此时，EN_CPS信号输出为低电平状态)，启动并运行无线充电的标准流程。

步骤320、检测是否有手机放置。具体的，车载无线充电器200实时检测充电器基座表面是否有异物放置，根据预设的检测算法，判定是否为手机等支持无线充电的待充电设备。若是，则执行步骤330；若否，则返回步骤310。

步骤330、检测到是否是华为手机。具体的，如发现有手机等设备放置，则根据Qi无线充电协议的通讯协议与其进行通讯并获取设备型号信息，并进入不同的子程序流程。

如果是华为手机，则执行步骤340，无线充电控制芯片MWCT2013交接控制权，具体的，无线充电控制芯片MWCT2013停止对车载无线充电器200的控制权，释放对I2C通道的控制(即停止控制BUCKBOOST直流升降压电路214)，停止PWM信号的输出(即停止控制全桥逆变电路211)，并拉高EN_CPS信号。

步骤350、无线充电控制芯片CPSQ8100获取控制权，启动华为私有无线充电协议，开启无线充电流程。具体的，当无线充电控制芯片CPSQ8100检测到EN_CPS信号为高电平时则进入工作状态。同时，无线充电控制芯片MWCT2013通过串口UART与无线充电控制芯片CPSQ8100通讯，将目前检测到的待充电设备的Q值告知后者，在获取到目前车载无线充电器200的工作状态信息后，无线充电控制芯片CPSQ8100接管控制权，而无线充电控制芯片MWCT2013进入待机状态。当无线充电控制芯片CPSQ8100被使能工作后，与华为手机进行通讯，根据华为手机私有无线通讯协议，协商无线充电的功率等信息，开始为华为手机无线充电。

步骤360、检测华为手机移除或工作异常。若否，则返回步骤350。若是，则执行步骤370，无线充电控制芯片CPSQ8100交接控制权，具体的，终止无线充电并交还控制权给MWCT2013，释放对I2C通道的控制，停止CPS_PWM信号的输出，并拉低CPS_PG信号。当MWCT2013检测到CPS_PG信号为低电平，则重新进入工作状态，接管对车载无线充电器200的控制权，并恢复到待机状态。

如果不是华为手机，则执行步骤380，检测到是否是小米手机。若是，则执行步骤390，MWCT2013启动小米私有无线充电协议，开启无线充电流程。具体的，MWCT2013继续掌控车载无线充电器200的控制权，与小米手机进行通讯，根据小米手机私有无线通讯协议，协商无线充电的功率等信息，开始为小米手机无线充电。

步骤400、检测小米手机移除或工作异常。若否，则返回步骤390。若是，返回步骤310，终止无线充电，并恢复到待机状态。

如既不是华为手机也不是小米手机，则执行步骤410，MWCT2013启动Qi无线充电协议，开启无线充电流程。即待充电设备仅支持Qi无线充电的设备，则MWCT2013继续掌控车载无线充电器200的控制权，与该设备进行通讯，根据QI无线通讯协议，协商无线充电的功率等信息，开始为该设备无线充电。

步骤420、检测其他Qi设备移除或工作异常。若否，则返回步骤410。若是，则返回步骤310，终止无线充电，并恢复到待机状态。需要特别说明的是，目前市场上主流的装配有车载无线充电器组件的车型，使用的无线充电器方案仅支持Qi无线充电协议。为了能够支持为具有私有无线充电协议的手机充电，对无线充电组件进行改进，使用新的设计方案已经成为趋势。但由于华为手机和小米手机作为中国市场上主流品牌手机厂商，都研发了各自的私有无线充电协议，目前市场上新一代的车载无线充电组件，基本只能选择其中一种私有无线充电协议进行集成，还未有能够同时支持华为手机和小米手机私有无线充电协议的车载无线充电组件。

商务上的原因华为指定使用CPSQ8100做无线充电控制器。小米要求只能使用伏达的全桥芯片，技术上配合任意品牌的MCU做无线充电控制器均可，只需要做好小米私有无线充电协议的软件移值即可，但目前伏达只支持指定的几家品牌MCU的软件移植，如果使用其他品牌的MCU还需要投入软件资源进行软件移植的开发。OPPO的私有无线充充电协议大致和小米是一套流程，只是加密部分略有不同，而且也是伏达负责开发的，因此方案中如果要添加对OPPO私有协议的支持，只需要在获取商务上的授权后，对运行小米无线充电私有协议的控制器即MWCT2013做一些软件的增加即可。苹果目前开放的是标准的Qi无线充电协议，最高支持7.5W，由MWCT2013负责，其更高私有无线充电协议目前只在苹果自己开发的充电器中才能实现，没有开放给第三方。综上，为了增加对更多品牌手机私有无线充电协议的支持，关键看品牌方商务上是否有所指定。

需要说明的是，如果有需要，可以由当下的第二无线充电控制器电路230和第一无线充电控制器电路220拓展为3个或者更多个无线充电控制器电路/MCU。商业应用上出于成本考虑，可能不会用到这么多个MCU(或无线充电控制器电路)，但是理论上只要有一个主控MCU(例如，第一无线充电控制器电路220)，可以有多个从MCU(例如，第二无线充电控制器电路230)。换句话说，第二无线充电控制器电路有多个，每个第二无线充电控制器电路基于一种第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电，当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持一种第二私有无线充电协议时，对应的第二无线充电控制器电路基于该种第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

总结来讲，本发明提供一种基于车载无线充电器的无线充电方法。所述无线充电方法包括：

步骤一、所述车载无线充电器检测是否有待充电设备放置于所述充电基座表面，如果是，则继续检测待充电设备是否支持第一私有无线充电协议、第二私有无线充电协议和标准无线充电协议；其中，可以依次检测是否支持第一私有无线充电协议、第二私有无线充电协议和标准无线充电协议。

步骤二、当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第一私有无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于第一私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，所述第二无线充电控制器电路基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备不支持第一私有无线充电协议和第二私有无线充电协议且支持标准无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于标准无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

步骤三、在无线充电过程中，所述车载无线充电器检测所述待充电设备是否被移除或工作异常，如果是则由第一无线充电控制器电路获得控制权并重新启动无线充电流程。其中，在充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，第一无线充电控制器电路将控制权交由第二无线充电控制器电路，由所述第二无线充电控制器电路基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

综上所述，本发明使用了全新的硬件架构，对传统的车载无线充电组件设计方案进行了升级，设置了两个无线充电控制电路，且控制权限可以交接，目的是使用不同的芯片来运行不同的私有无线充电协议解析和控制程序，从而在支持Qi无线充电协议的基础上，能够同时支持两种手机私有无线充电协议，增强了无线充电器的兼容性，提高了充电速度，改善了充电体验。

需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地，本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (12)

1.一种车载无线充电器，其特征在于，其包括：

电源转换电路，其用于将直流输入电源转换为交流电源，并通过其发射线圈将所述交流电源的能量经磁场无线发送到待充电设备的接收线圈；

第一无线充电控制器电路，其与所述电源转换电路相连，用于基于标准无线充电协议或第一私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；

第二无线充电控制器电路，其与所述电源转换电路和第一无线充电控制器电路连接，其用于基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

2.根据权利要求1所述的车载无线充电器，其特征在于，

当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第一私有无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于第一私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；

当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，所述第二无线充电控制器电路基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；

当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备不支持第一私有无线充电协议和第二私有无线充电协议且支持标准无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于标准无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

3.根据权利要求2所述的车载无线充电器，其特征在于，

所述车载无线充电器检测是否有待充电设备放置于所述充电基座表面，如果是，则继续检测待充电设备是否支持第一私有无线充电协议、第二私有无线充电协议和标准无线充电协议；

在无线充电过程中，所述车载无线充电器检测所述待充电设备是否被移除或工作异常，如果是则由第一无线充电控制器电路获得控制权并重新启动无线充电流程。

4.根据权利要求2所述的车载无线充电器，其特征在于，

在充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，第一无线充电控制器电路将控制权交由第二无线充电控制器电路，由所述第二无线充电控制器电路基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

5.根据权利要求2所述的车载无线充电器，其特征在于，

第二无线充电控制器电路有多个，每个第二无线充电控制器电路基于一种第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电，

当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持一种第二私有无线充电协议时，对应的第二无线充电控制器电路基于该种第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

6.根据权利要求1所述的车载无线充电器，其特征在于，所述电源转换电路包括：

与第一无线充电控制器电路和第二无线充电控制器电路相连的逆变电路，其用于将其输入端接收到的直流电源转换为交流电源，并通过其输出端输出所述交流电源；

与所述逆变电路相连的无线发射电路，其包括发射线圈组和发射电容组，所述发射线圈组包括线圈阵列和线圈选通电路，所述线圈选通电路从所述线圈阵列中选通一个或多个线圈与所述发射电容组联合工作，以进行无线充电。

7.根据权利要求6所述的车载无线充电器，其特征在于，

所述发射电容组包括第一电容、第二电容，所述第一电容连接于所述逆变电路的第一输出端和第二输出端之间，所述第二电容连接于所述逆变电路的第二输出端和所述发射线圈组的第一连接端之间，所述逆变电路的第一输出端与所述发射线圈组的第二连接端相连。

8.根据权利要求7所述的车载无线充电器，其特征在于，

所述电源转换电路还包括：

直流降压模块，用于将车辆提供的直流输入电源进行直流-直流转换得到给所述第一无线充电控制器电路和第二无线充电控制器电路提供的直流电源；

调制解调信号采集电路，其两个输入端连接于所述第二电容的两端，其输出端连接至第一无线充电控制器电路和第二无线充电控制器电路；

Q值检测电路，其两个输入端分别与所述发射线圈组的第一连接端和第二连接端相连，其输出端连接至所述第一无线充电控制器电路；

直流升降压电路，其用于将车辆提供的直流输入电源进行直流-直流转换得到提供给所述逆变电路的直流电源；

电流检测电路，用于检测所述直流升降压电路给所述逆变电路提供的电流的值，并将其提供给第一无线充电控制器电路；

电压检测电路，用于检测所述直流升降压电路给所述逆变电路提供的电压的值，并将其提供给第一无线充电控制器电路。

9.根据权利要求8所述的车载无线充电器，其特征在于，所述车载无线充电器还包括电源输入及通讯接口和温度检测电路，所述电源转换电路还包括输入电源防反保护及滤波电路，

所述电源输入及通讯接口的输入端与车辆提供的直流输入电源以及通讯模块相连，其输出端与所述第一无线充电控制器电路相连；

所述温度检测电路的输出端与所述第一无线充电控制器电路相连；

所述输入电源防反保护及滤波电路的输入端与所述电源输入及通讯接口相连，其输出端与所述直流升降压电路和直流降压模块的输入端相连；

所述第一无线充电控制器电路与所述直流升降压电路相连，用于使能所述直流升降压电路并与所述直流升降压电路通讯；所述第一无线充电控制器电路与所述线圈选通电路相连，用于控制所述线圈选通电路从线圈阵列中选通一个或多个线圈与所述发射电容组联合工作；所述第一无线充电控制器电路能够与所述逆变电路进行通讯，并能够给所述逆变电路提供脉宽调制控制信号；

所述第二无线控制电路与所述直流升降压电路相连，用于使能直流升降压电路并与所述直流升降压电路通讯；所述第二无线充电控制器电路与线圈选通电路相连，用于控制所述线圈选通电路从线圈阵列中选通一个或多个线圈与所述发射电容组联合工作，所述第二无线充电控制器电路能够与所述逆变电路进行通讯，并能够给所述逆变电路提供脉宽调制控制信号。

10.根据权利要求7所述的车载无线充电器，其特征在于，所述直流降压模块包括直流降压电路和线性稳压器电路，

所述直流降压电路用于将车辆提供的直流输入电源降压为第一直流电源，以给所述第二无线充电控制器电路和线性稳压器电路供电；

所述线性稳压器电路用于将接收到的所述第一直流电源降压为第二直流电源，以给所述第一无线充电控制器电路供电。

11.一种基于权利要求1-10任一所述的车载无线充电器的无线充电方法，其特征在于，其包括：

所述车载无线充电器检测是否有待充电设备放置于所述充电基座表面，如果是，则继续检测待充电设备是否支持第一私有无线充电协议、第二私有无线充电协议和标准无线充电协议；

当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第一私有无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于第一私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；

当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，所述第二无线充电控制器电路基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电；

当所述车载无线充电器检测到其充电基座表面放置的待充电设备不支持第一私有无线充电协议和第二私有无线充电协议且支持标准无线充电协议时，所述第一无线充电控制器电路基于标准无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。

12.根据权利要求11所述的无线充电方法，其特征在于，其还包括：

在无线充电过程中，所述车载无线充电器检测所述待充电设备是否被移除或工作异常，如果是则由第一无线充电控制器电路获得控制权并重新启动无线充电流程；

其中，在充电基座表面放置的待充电设备支持第二私有无线充电协议时，第一无线充电控制器电路将控制权交由第二无线充电控制器电路，由所述第二无线充电控制器电路基于第二私有无线充电协议控制所述电源转换电路给待充电设备进行无线充电。